JP5787069B2 - Multi-wavelength semiconductor laser device - Google Patents

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Description

本技術は、モノリシック構造の多波長半導体レーザ素子に係り、特に高反射率側の反射膜が改良された多波長半導体レーザ素子に関する。   The present technology relates to a multi-wavelength semiconductor laser device having a monolithic structure, and more particularly to a multi-wavelength semiconductor laser device having an improved reflective film on the high reflectance side.

近年、半導体レーザ素子(LD;laser diode)の分野では、同一基板上に、発光波長が異なる複数の発光部がモノリシックに形成された多波長レーザ素子の開発が活発に行われている。この多波長レーザ素子は、例えば光ディスク装置の光源として用いられる。   In recent years, in the field of semiconductor laser elements (LD), multi-wavelength laser elements in which a plurality of light emitting portions having different emission wavelengths are monolithically formed on the same substrate have been actively developed. This multi-wavelength laser element is used, for example, as a light source of an optical disc apparatus.

このような光ディスク装置では、790nm帯のレーザ光がCD(Compact Disk)の再生に用いられると共に、CD−R(CD Recordable),CD−RW(CD Rewritable)あるいはMD(Mini Disk)などの記録可能な光ディスクの記録・再生に用いられる。また、650nm帯のレーザ光がDVD(Digital Versatile Disk)の記録・再生に用いられている。多波長レーザ素子を光ディスク装置に搭載することにより、既存の複数種類の光ディスクのいずれに関しても、記録または再生が可能となる。このように多波長化することにより,より用途を拡げることが可能となる。   In such an optical disc apparatus, a laser beam of 790 nm band is used for reproducing a CD (Compact Disk), and a CD-R (CD Recordable), a CD-RW (CD Rewritable), or an MD (Mini Disk) can be recorded. It is used for recording / reproducing of an optical disc. A laser beam of 650 nm band is used for recording / reproduction of DVD (Digital Versatile Disk). By mounting a multi-wavelength laser element on an optical disk device, recording or reproduction can be performed for any of a plurality of existing types of optical disks. By increasing the number of wavelengths in this way, it is possible to further expand the applications.

モノリシック構造の多波長レーザ素子では、一般に、単波長レーザ素子と同様、レーザ素子の前端面にそれぞれのレーザ光の波長に適合させた低反射膜が前端面全体に一括に形成され、レーザ素子の後端面にそれぞれのレーザ光の波長に適合させた高反射膜が後端面全体に一括に形成されている。このとき、高反射膜は、高反射率を得るために、一般に、低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた多層構造を有しており、低屈折率層と高屈折率層との屈折率差が大きくなる材料の組み合わせにより構成されている(特許文献1、2参照)。   In a multi-wavelength laser element having a monolithic structure, generally, similarly to a single wavelength laser element, a low reflection film adapted to the wavelength of each laser beam is collectively formed on the entire front end face on the front end face of the laser element. High reflection films adapted to the wavelengths of the respective laser beams are collectively formed on the entire rear end surface on the rear end surface. At this time, in order to obtain a high reflectance, the high reflection film generally has a multilayer structure in which low refractive index layers and high refractive index layers are alternately laminated. It is comprised by the combination of the material from which the refractive index difference with a layer becomes large (refer patent document 1, 2).

通常、光ディスクの再生に用いられる多波長レーザ素子では、前端面から出射される光出力を調整するため、後端面からの出射光をフォトダイオードによって電流に変換しモニターしている。このモニター電流は、後端面の反射率に大きく依存する。一方で、レーザ素子は温度変化に伴って、波長が変動するため、この後端面側の反射率の波長に対する変動量が大きければ大きいほど、素子の温度変化に対するモニター電流の変化が大きくなってしまう。   Usually, in a multi-wavelength laser element used for reproducing an optical disk, in order to adjust the light output emitted from the front end face, the light emitted from the rear end face is converted into a current by a photodiode and monitored. This monitor current largely depends on the reflectance of the rear end face. On the other hand, since the wavelength of the laser element varies with a change in temperature, the larger the amount of change of the reflectance on the rear end face with respect to the wavelength, the larger the change in the monitor current with respect to the temperature change of the element. .

そこで、従来から、波長変化に対する高反射膜の反射率の変動量をできるだけ小さくするために、高反射膜の材料として、低屈折率層と高屈折率層との屈折率差が大きくなる材料が用いられてきた。例えば、低屈折率層の材料としてAl23(屈折率1.64)が用いられ、高屈折率層の材料としてSi(屈折率3.3)が用いられている。 Therefore, conventionally, in order to minimize the fluctuation amount of the reflectance of the high reflection film with respect to the wavelength change, as a material of the high reflection film, there is a material in which the refractive index difference between the low refractive index layer and the high refractive index layer is large. Has been used. For example, Al 2 O 3 (refractive index 1.64) is used as the material for the low refractive index layer, and Si (refractive index 3.3) is used as the material for the high refractive index layer.

特開2008−16799号公報JP 2008-16799 A 特開2010−171182号公報JP 2010-171182 A

しかし、Siのような屈折率が3.0を超える材料では、発振波長650nmにおける光吸収が大きく、膜損傷が発生する。そのため、CODやESDなどの端面劣化が生じ易いという問題があった。そこで、Siの代わりに、光吸収の少ないTa25(屈折率2.1)を用いることが考えられる。しかし、そのようにした場合には、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差が高屈折率層にSiを用いたときほど大きくならないので、高反射膜の反射率の波長変化に対する変動量が大きくなってしまう。その結果、レーザ素子の温度変化に伴うモニター電流の変動が大きくなるという問題があった。 However, in a material having a refractive index exceeding 3.0, such as Si, light absorption at an oscillation wavelength of 650 nm is large, and film damage occurs. Therefore, there has been a problem that end face deterioration such as COD and ESD is likely to occur. Therefore, it is conceivable to use Ta 2 O 5 (refractive index of 2.1) with little light absorption instead of Si. However, in such a case, the difference in refractive index between the high refractive index layer and the low refractive index layer does not become as great as when Si is used for the high refractive index layer, so The fluctuation amount becomes large. As a result, there has been a problem that the monitor current fluctuates with the temperature change of the laser element.

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、端面劣化の発生を抑制しつつ、波長変化に対する反射率の変動量を小さくし、それぞれの波長素子におけるモニター電流の温度変化を抑制することの可能な多波長半導体レーザ素子を提供することにある。   The present technology has been made in view of such problems, and its purpose is to reduce the variation in reflectance with respect to wavelength changes while suppressing the occurrence of end face deterioration, and to monitor the temperature change of the monitor current in each wavelength device. An object of the present invention is to provide a multi-wavelength semiconductor laser element that can be suppressed.

本技術による第1の多波長半導体レーザ素子は、基板上にモノリシックに形成された第1素子部および第2素子部と、第1素子部および第2素子部のそれぞれの後端面に一括形成された後端面膜とを備えたものである。第1素子部は、発振波長がλ1の発光素子部であり、第2素子部は、発振波長がλ2(λ1<λ2)の発光素子部である。後端面膜は、屈折率がn1の低屈折率層と屈折率がn3(n1<n3)の高屈折率層の組み合わせを1組とする層がN組(N≧2)積層された層と、屈折率がn2(n1<n2<n3)の中間屈折率層とを後端面側から順に含んだものである。後端面膜は、Si膜とは異なる膜で構成されている。低屈折率層、高屈折率層および中間屈折率層の光学膜厚は、λ1とλ2の間の波長をλ3としたときに、λ3/4となっている。 The first multi-wavelength semiconductor laser device according to the present technology is formed in a lump on each of the first element portion and the second element portion monolithically formed on the substrate and the rear end faces of the first element portion and the second element portion. And a rear end face film. The first element unit is a light emitting element unit having an oscillation wavelength of λ 1 , and the second element unit is a light emitting element unit having an oscillation wavelength of λ 212 ). The rear end face film is composed of N sets (N ≧ 2) of layers each including a combination of a low refractive index layer having a refractive index n 1 and a high refractive index layer having a refractive index n 3 (n 1 <n 3 ). And an intermediate refractive index layer having a refractive index of n 2 (n 1 <n 2 <n 3 ) in that order from the rear end face side. The rear end face film is composed of a film different from the Si film. The optical thickness of the low refractive index layer, the high refractive index layer and the intermediate refractive index layer, a wavelength of between lambda 1 and lambda 2 when a lambda 3, and has a lambda 3/4.

本技術による第1の多波長半導体レーザ素子では、後端面に低屈折率層と高屈折率層が交互に積層された層の表面に、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率の間の屈折率を有する中間屈折率層が形成されている。さらに、これらの光学膜厚がλ3/4となっている。これにより、λ1およびλ2を含む波長帯での後端面膜の波長に対する反射率の関係をより平坦化することができる。 In the first multiwavelength semiconductor laser device according to the present technology, the refractive index of the low refractive index layer and the refractive index of the high refractive index layer are formed on the surface of the layer in which the low refractive index layer and the high refractive index layer are alternately laminated on the rear end face. An intermediate refractive index layer having a refractive index between the indices is formed. Furthermore, these optical film thickness has a lambda 3/4. Thereby, the relationship of the reflectance with respect to the wavelength of the rear end face film in the wavelength band including λ 1 and λ 2 can be further flattened.

本技術による第1の多波長半導体レーザ素子において、屈折率n1が、1.4以上1.5未満の値となっており、屈折率n2が、1.5以上1.7以下の値となっており、かつ屈折率n3が、2.0以上2.5以下の値となっていることが要求される。例えば、低屈折率層の材料としては、SiO2等が挙げられる。高屈折率層の材料としては、Ta25、TiO2、ZnO、HfO2、CeO2またはNb2O等が挙げられる。中間屈折率層の材料としては、Al23またはMgO等が挙げられる。 In the first multiwavelength semiconductor laser device according to the present technology, the refractive index n 1 is a value of 1.4 or more and less than 1.5, and the refractive index n 2 is a value of 1.5 or more and 1.7 or less. And the refractive index n 3 is required to be 2.0 or more and 2.5 or less. For example, the material for the low refractive index layer includes SiO 2 and the like. Examples of the material for the high refractive index layer include Ta 2 O 5 , TiO 2 , ZnO, HfO 2 , CeO 2, and Nb 2 O. Examples of the material for the intermediate refractive index layer include Al 2 O 3 and MgO.

本技術による第1の多波長半導体レーザ素子において、低屈折率層が、SiO2層と、Al23層またはMgO層とが合算された層となっており、かつ合算された層の光学膜厚がλ3/4なっていてもよい。また、本技術の第1の多波長半導体レーザ素子において、低屈折率層が、Al23層またはMgO層と、Ta25層、TiO2層、ZnO層、HfO2層、CeO2層またはNb2O層とが合算された層となっており、かつ合算された層の光学膜厚がλ3/4なっていてもよい。 In the first multiwavelength semiconductor laser device according to the present technology, the low refractive index layer is a layer in which the SiO 2 layer and the Al 2 O 3 layer or the MgO layer are combined, and the optical of the combined layer the film thickness may be made λ 3/4. In the first multiwavelength semiconductor laser device of the present technology, the low refractive index layer includes an Al 2 O 3 layer or an MgO layer, a Ta 2 O 5 layer, a TiO 2 layer, a ZnO layer, an HfO 2 layer, and a CeO 2 layer. It has a layer in which a layer or Nb 2 O layer was combined, and the optical thickness of the summed layers may be made λ 3/4.

本技術による第2の多波長半導体レーザ素子は、基板上にモノリシックに形成された第1素子部および第2素子部と、第1素子部および第2素子部のそれぞれの後端面に一括形成された後端面膜とを備えたものである。第1素子部は、発振波長がλ1の発光素子部であり、第2素子部は、発振波長がλ2(λ1<λ2)の発光素子部である。後端面膜は、屈折率がn1の第1低屈折率層と屈折率がn3(n1<n3)の高屈折率層の組み合わせを1組とする層がN組(N≧2)積層された層と、屈折率がn1の第2低屈折率層とを後端面側から順に含んだものである。後端面膜は、Si膜とは異なる膜で構成されている。第1低屈折率層、高屈折率層および第2低屈折率層の光学膜厚は、λ1とλ2の間の波長をλ3としたときに、λ3/4となっている。 The second multi-wavelength semiconductor laser element according to the present technology is formed in a lump on each of the first element part and the second element part monolithically formed on the substrate and the rear end surfaces of the first element part and the second element part. And a rear end face film. The first element unit is a light emitting element unit having an oscillation wavelength of λ 1 , and the second element unit is a light emitting element unit having an oscillation wavelength of λ 212 ). The rear end face film is composed of N pairs (N ≧ 2) in which the combination of the first low refractive index layer having a refractive index n 1 and the high refractive index layer having a refractive index n 3 (n 1 <n 3 ) is one set. ) A laminated layer and a second low refractive index layer having a refractive index n 1 are included in order from the rear end face side. The rear end face film is composed of a film different from the Si film. Optical film thickness of the first low refractive index layer, the high refractive index layer and the second low refractive index layer, a wavelength of between lambda 1 and lambda 2 when a lambda 3, and has a lambda 3/4.

本技術による第2多波長半導体レーザ素子では、後端面に第1低屈折率層と高屈折率層が交互に積層された層の表面に、第1低屈折率層の屈折率と同じ屈折率を有する第2低屈折率層が形成されている。さらに、これらの光学膜厚がλ3/4となっている。これにより、λ1およびλ2を含む波長帯での後端面膜の波長に対する反射率の関係をより平坦化することができる。 In the second multiwavelength semiconductor laser device according to the present technology, the same refractive index as the refractive index of the first low refractive index layer is formed on the surface of the layer in which the first low refractive index layer and the high refractive index layer are alternately stacked on the rear end face. A second low-refractive index layer is formed. Furthermore, these optical film thickness has a lambda 3/4. Thereby, the relationship of the reflectance with respect to the wavelength of the rear end face film in the wavelength band including λ 1 and λ 2 can be further flattened.

本技術による第1および第2の多波長半導体レーザ素子によれば、λ1およびλ2を含む波長帯での後端面膜の反射率が波長に対しより平坦な特性となるようにしたので、波長変動に対する反射率変動を軽減でき、後端面からの出射光をモニターするモニター電流の温度変化を抑制することができる。さらに、本技術では、後端面膜はSi膜を含んでいないので、Si膜に起因する端面劣化は発生しない。以上のことから、本技術では、端面劣化の発生を抑制しつつ、素子の温度変化に伴うモニター電流変化を抑制することができる。 According to the first and second multiwavelength semiconductor laser elements according to the present technology, the reflectance of the rear end face film in the wavelength band including λ 1 and λ 2 is more flat with respect to the wavelength. It is possible to reduce the reflectance variation with respect to the wavelength variation, and to suppress the temperature change of the monitor current for monitoring the emitted light from the rear end face. Further, in the present technology, since the rear end face film does not include the Si film, the end face deterioration due to the Si film does not occur. From the above, in the present technology, it is possible to suppress the monitor current change accompanying the temperature change of the element while suppressing the occurrence of the end face deterioration.

本技術による一実施の形態に係る2波長半導体レーザ素子の構成の一例を表す上面図および断面図である。It is the upper side figure and sectional drawing showing an example of the composition of the two-wavelength semiconductor laser device concerning one embodiment by this art. 図1の後端面膜の内部構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of an internal structure of the rear end surface film | membrane of FIG. 比較例に係る後端面膜を備えたレーザ素子の後端面側の反射率分布の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the reflectance distribution of the rear end surface side of the laser element provided with the rear end surface film which concerns on a comparative example. 比較例に係る後端面膜を備えたレーザ素子の後端面側の反射率分布の他の例を表す図である。It is a figure showing the other example of the reflectance distribution of the rear end surface side of the laser element provided with the rear end surface film which concerns on a comparative example. 比較例に係る後端面膜の構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the composition of the back end face film concerning a comparative example. 図5の後端面膜を備えたレーザ素子の後端面側の反射率分布の一例を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a reflectance distribution on a rear end surface side of a laser element including the rear end surface film of FIG. 5. 図2の後端面膜を備えたレーザ素子の後端面側の反射率分布の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the reflectance distribution of the rear end surface side of the laser element provided with the rear end surface film of FIG. 図1の2波長半導体レーザ素子の構成の一変形例を表す上面図である。FIG. 10 is a top view illustrating a modification of the configuration of the two-wavelength semiconductor laser device in FIG. 1. 図8の後端面膜の構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of a structure of the rear-end surface film | membrane of FIG. 図8の後端面膜の構成の他の例を表す図である。It is a figure showing the other example of a structure of the rear-end surface film | membrane of FIG. 図1の2波長半導体レーザ素子の構成の他の変形例を表す上面図である。FIG. 10 is a top view illustrating another modification of the configuration of the two-wavelength semiconductor laser device in FIG. 1. 図11の後端面膜の構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of a structure of the rear end surface film | membrane of FIG.

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

1.実施の形態
中間屈折率層が後端面膜の最表面側に設けられている例
2.変形例
低屈折率層が複数層で構成されている例
中間屈折率層が後端面膜の後端面側にも設けられている例
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.

1. Embodiment
1. An example in which the intermediate refractive index layer is provided on the outermost surface side of the rear end face film. Modified example
Example of low refractive index layer consisting of multiple layers
Example in which the intermediate refractive index layer is also provided on the rear end face side of the rear end face film

<1.実施の形態>
図1(A)は、本技術による一実施の形態に係る2波長半導体レーザ素子1の平面構成を表すものである。図1(B)は、図1(A)の2波長半導体レーザ素子1のA−A矢視方向の断面構成を表すものである。図1(A),(B)は模式的に表したものであり、実際の寸法,形状とは異なっている。なお、2波長半導体レーザ素子1は、特許請求の範囲の「多波長半導体レーザ素子」の一具体例に相当する。
<1. Embodiment>
FIG. 1A shows a planar configuration of a two-wavelength semiconductor laser device 1 according to an embodiment of the present technology. FIG. 1B shows a cross-sectional configuration of the two-wavelength semiconductor laser device 1 of FIG. 1A and 1B are schematic representations, and are different from actual dimensions and shapes. The two-wavelength semiconductor laser element 1 corresponds to a specific example of “multi-wavelength semiconductor laser element” in the claims.

この2波長半導体レーザ素子1は、基板10上にモノリシックに形成された第1素子部20Aおよび第2素子部20Bを備えている。   The two-wavelength semiconductor laser device 1 includes a first element portion 20A and a second element portion 20B that are monolithically formed on a substrate 10.

(第1素子部20A)
第1素子部20Aは、発振波長がλAの半導体レーザ素子である。λAは、具体的には、650nm帯の波長である。第1素子部20Aは、アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン(AlGaInP)系III−V族化合物半導体により構成されている。ここでいうアルミニウム・ガリウム・インジウム・リン系III−V族化合物半導体とは、短周期型周期表における3B族元素のうちの少なくともアルミニウム(Al),ガリウム(Ga)およびインジウム(In)と、短周期型周期表における5B族元素のうちの少なくともリン(P)とを含むものを指す。
(First element portion 20A)
The first element unit 20A is a semiconductor laser element having an oscillation wavelength of λ A. Specifically, λ A is a wavelength in the 650 nm band. The first element portion 20A is made of an aluminum / gallium / indium / phosphorus (AlGaInP) III-V compound semiconductor. The aluminum, gallium, indium, and phosphorus group III-V compound semiconductor here means at least aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In) among the 3B group elements in the short period type periodic table, and short. It refers to those containing at least phosphorus (P) among the group 5B elements in the periodic periodic table.

この第1素子部20Aは、基板10上に半導体層21Aを成長させたものである。この半導体層21A内には、n型クラッド層、活性層22A、p型クラッド層およびp側コンタクト層が含まれる。なお、活性層22A以外の層は特に図示していない。   The first element portion 20A is obtained by growing a semiconductor layer 21A on the substrate 10. The semiconductor layer 21A includes an n-type cladding layer, an active layer 22A, a p-type cladding layer, and a p-side contact layer. Note that layers other than the active layer 22A are not particularly shown.

具体的には、基板10は、例えば、n型GaAsにより構成されている。n型クラッド層は、例えば、n型AlGaInPにより構成されている。活性層22Aは、例えば、井戸層とバリア層とを交互に積層してなる多重量子井戸構造を有する。井戸層およびバリア層は、それぞれ、例えば、組成比の互いに異なるAlxGayIn1-x-yP(但し、x≧0かつy≧0)により構成されている。p型クラッド層は、例えば、p型AlGaInPにより構成されている。p側コンタクト層は、例えば、p型GaAsにより構成されている。p型クラッド層の一部およびp側コンタクト層は、共振器方向に延在するストライプ状のリッジ部23Aとなっており、これにより電流狭窄がなされるようになっている。なお、活性層22Aのうちリッジ部23Aの直下に対応する領域が発光領域24Aとなっている。 Specifically, the substrate 10 is made of, for example, n-type GaAs. The n-type cladding layer is made of, for example, n-type AlGaInP. The active layer 22A has, for example, a multiple quantum well structure in which well layers and barrier layers are alternately stacked. The well layer and the barrier layer are made of, for example, Al x Ga y In 1-xy P (where x ≧ 0 and y ≧ 0) having different composition ratios. The p-type cladding layer is made of, for example, p-type AlGaInP. The p-side contact layer is made of, for example, p-type GaAs. A part of the p-type cladding layer and the p-side contact layer form a stripe-shaped ridge portion 23A extending in the direction of the resonator, so that current confinement is achieved. In the active layer 22A, a region corresponding to the region immediately below the ridge 23A is a light emitting region 24A.

リッジ部23Aの側面からp型クラッド層の表面までの連続した表面上には、絶縁層25が設けられている。絶縁層25は、例えば、SiO2、ZrOxまたはSiNなどの絶縁材料により構成され、第1素子部20Aの半導体層21Aと、第2素子部20Bの半導体層21B(後述)とを電気的に絶縁すると共に、リッジ部23Aおよびリッジ部23B(後述)の上面からしか電流が活性層22Aへ流れ込めないようになっている。したがって、絶縁層25は、素子分離機能と電流狭窄機能を有する。 An insulating layer 25 is provided on the continuous surface from the side surface of the ridge portion 23A to the surface of the p-type cladding layer. The insulating layer 25 is made of, for example, an insulating material such as SiO 2 , ZrOx, or SiN, and electrically insulates the semiconductor layer 21A of the first element unit 20A from the semiconductor layer 21B (described later) of the second element unit 20B. In addition, current can flow into the active layer 22A only from the upper surfaces of the ridge portion 23A and the ridge portion 23B (described later). Therefore, the insulating layer 25 has an element isolation function and a current confinement function.

リッジ部23Aの上面(p側コンタクト層の表面)から絶縁層25の表面までの連続した表面上には上部電極26Aが設けられており、p側コンタクト層と電気的に接続されている。一方、基板10の裏面には下部電極27が設けられており、基板10と電気的に接続されている。   An upper electrode 26A is provided on a continuous surface from the upper surface of the ridge portion 23A (the surface of the p-side contact layer) to the surface of the insulating layer 25, and is electrically connected to the p-side contact layer. On the other hand, a lower electrode 27 is provided on the back surface of the substrate 10 and is electrically connected to the substrate 10.

上部電極26Aは、配線(図示せず)と電気的に接続されており、その配線を介して正側電源(図示せず)に接続されている。下部電極27は、配線(図示せず)と電気的に接続されており、その配線を介して負側電源(図示せず)に接続されている。ここで、上部電極26Aおよび下部電極27は、例えば、チタン(Ti)、白金(Pt)および金(Au)をこの順に積層してなる多層構造を有する。上部電極26Aおよび下部電極27に接続された配線は、例えば、Auにより構成されている。   The upper electrode 26A is electrically connected to a wiring (not shown), and is connected to a positive power source (not shown) via the wiring. The lower electrode 27 is electrically connected to a wiring (not shown), and is connected to a negative power source (not shown) via the wiring. Here, the upper electrode 26A and the lower electrode 27 have a multilayer structure in which, for example, titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au) are laminated in this order. The wiring connected to the upper electrode 26A and the lower electrode 27 is made of, for example, Au.

(第2素子部20B)
第2素子部20Bは、発振波長がλB(λA<λB)の半導体レーザ素子である。λBは、具体的には、790nm帯の波長である。第2素子部20Bは、ガリウム・ヒ素(GaAs)系III−V族化合物半導体により構成されている。ここでいうガリウム・ヒ素系III−V族化合物半導体とは、短周期型周期表における3B族元素のうちの少なくともガリウム(Ga)と、短周期型周期表における5B族元素のうちの少なくともヒ素(As)とを含むものを指す。
(Second element portion 20B)
The second element unit 20B is a semiconductor laser element having an oscillation wavelength of λ BAB ). Specifically, λ B is a wavelength in the 790 nm band. The second element portion 20B is made of a gallium arsenide (GaAs) III-V group compound semiconductor. The gallium-arsenic III-V group compound semiconductor here is at least gallium (Ga) of 3B group elements in the short period type periodic table, and at least arsenic of 5B group elements in the short period type periodic table. As).

この第2素子部20Bは、第1の発光素子20Aと同様、基板10上に半導体層21Bを成長させたものである。この半導体層21Bは、n型クラッド層,活性層22B,p型クラッド層およびp側コンタクト層を含んで構成されている。なお、活性層22B以外の層は特に図示していない。   The second element portion 20B is obtained by growing a semiconductor layer 21B on the substrate 10 like the first light emitting element 20A. The semiconductor layer 21B includes an n-type cladding layer, an active layer 22B, a p-type cladding layer, and a p-side contact layer. The layers other than the active layer 22B are not particularly shown.

具体的には、n型クラッド層は、例えば、n型AlGaAsにより構成されている。活性層22Bは、例えば、井戸層とバリア層とを交互に積層してなる多重量子井戸構造を有する。井戸層およびバリア層は、それぞれ、例えば、互いに組成の異なるAlx Ga1−x As(但し、x≧0)により構成されている。p型クラッド層は、例えば、p型AlGaAsにより構成されている。p側コンタクト層は、例えば、p型GaAsにより構成されている。p型クラッド層の一部およびp側コンタクト層は、共振器方向に延在するストライプ状のリッジ部23Bを有しており、これにより電流狭窄がなされるようになっている。なお、活性層22Bのうちリッジ部23Bに対応する領域が発光領域24Bとなっている。   Specifically, the n-type cladding layer is made of, for example, n-type AlGaAs. The active layer 22B has, for example, a multiple quantum well structure in which well layers and barrier layers are alternately stacked. Each of the well layer and the barrier layer is made of, for example, AlxGa1-xAs (where x ≧ 0) having different compositions. The p-type cladding layer is made of, for example, p-type AlGaAs. The p-side contact layer is made of, for example, p-type GaAs. A part of the p-type cladding layer and the p-side contact layer have a striped ridge portion 23B extending in the direction of the resonator, so that current confinement is achieved. In the active layer 22B, a region corresponding to the ridge portion 23B is a light emitting region 24B.

リッジ部23Bの側面からp型クラッド層の表面までの連続した表面(以下、表面Bとする。)上には、上記した絶縁層25が設けられている。   The insulating layer 25 described above is provided on a continuous surface (hereinafter referred to as surface B) from the side surface of the ridge portion 23B to the surface of the p-type cladding layer.

リッジ部23Bの上面(p側コンタクト層の表面)から絶縁層25の表面までの連続した表面上には上部電極26Bが設けられており、p側コンタクト層と電気的に接続されている。一方、基板10の裏面には上記した下部電極27が設けられており、基板10と電気的に接続されている。   An upper electrode 26B is provided on a continuous surface from the upper surface of the ridge portion 23B (the surface of the p-side contact layer) to the surface of the insulating layer 25, and is electrically connected to the p-side contact layer. On the other hand, the lower electrode 27 described above is provided on the back surface of the substrate 10 and is electrically connected to the substrate 10.

上部電極26Bは、配線(図示せず)を介して正側電源(図示せず)に接続されている。ここで、上部電極26Bは、例えば、Ti、PtおよびAuをこの順に積層して構成されている。配線層28Bは、例えば、Auにより構成されている。   The upper electrode 26B is connected to a positive power source (not shown) via a wiring (not shown). Here, the upper electrode 26B is configured by, for example, laminating Ti, Pt, and Au in this order. The wiring layer 28B is made of, for example, Au.

(前端面膜、後端面膜)
2波長半導体レーザ素子1は、さらに、図1(A)に示したように、第1素子部20Aおよび第2素子部20Bの延在方向(共振器方向)に対して垂直な面(前端面S1および後端面S2)に、一対の前端面膜30および後端面膜40を備える。
(Front end face film, rear end face film)
As shown in FIG. 1A, the two-wavelength semiconductor laser device 1 further has a surface (front end surface) perpendicular to the extending direction (resonator direction) of the first element portion 20A and the second element portion 20B. A pair of front end face film 30 and rear end face film 40 are provided on S1 and rear end face S2).

前端面膜30は、前端面S1全体に一括形成されたものである。前端面膜30は、2波長半導体レーザ素子1の前端面S1の反射率が第1素子部20Aおよび第2素子部20Bから発せられた光の波長帯において例えば35%以下となるように構成されている。前端面膜30は、例えば、前端面S1上に、低屈折率層および高屈折率層を交互に積層して構成されている。   The front end face film 30 is collectively formed on the entire front end face S1. The front end face film 30 is configured such that the reflectance of the front end face S1 of the two-wavelength semiconductor laser element 1 is, for example, 35% or less in the wavelength band of the light emitted from the first element part 20A and the second element part 20B. Yes. For example, the front end face film 30 is configured by alternately laminating low refractive index layers and high refractive index layers on the front end face S1.

一方、後端面膜40は、後端面S2全体に一括形成されたものである。後端面膜40は、2波長半導体レーザ素子1の後端面S2の反射率が第1素子部20Aおよび第2素子部20Bから発せられた光の波長帯において例えば50%以上85%以下となるように構成されている。   On the other hand, the rear end face film 40 is formed collectively on the entire rear end face S2. The rear end face film 40 has a reflectivity of the rear end face S2 of the two-wavelength semiconductor laser device 1 of, for example, not less than 50% and not more than 85% in the wavelength band of light emitted from the first element portion 20A and the second element portion 20B. It is configured.

後端面膜40は、後端面S2に接する下地層41を有する。この後端面膜40は、さらに、下地層41上に、低屈折率層42および高屈折率層43を1組とする層を複数積層して構成された積層膜と、中間屈折率層44とを後端面S2側から順に含んで構成されている。後端面膜40は、シリコン(Si)膜を含んでおらず、Si膜とは異なる膜で構成されている。下地層41は、必要に応じて省略することも可能である。なお、下地層41が省略されている場合、後端面S2に最も近い低屈折率層42が後端面S2に接している。なお、後端面膜40は、中間屈折率層44の上に、保護膜などの何らかの層を有していてもよい。   The rear end face film 40 has a base layer 41 in contact with the rear end face S2. The rear end face film 40 further includes a laminated film formed by laminating a plurality of layers each including a low refractive index layer 42 and a high refractive index layer 43 on the base layer 41, and an intermediate refractive index layer 44. In order from the rear end face S2 side. The rear end face film 40 does not include a silicon (Si) film and is formed of a film different from the Si film. The underlayer 41 can be omitted as necessary. When the base layer 41 is omitted, the low refractive index layer 42 closest to the rear end surface S2 is in contact with the rear end surface S2. The rear end face film 40 may have some layer such as a protective film on the intermediate refractive index layer 44.

低屈折率層42は、特許請求の範囲の「低屈折率層」の一具体例に相当する。高屈折率層43は、特許請求の範囲の「高屈折率層」の一具体例に相当する。中間屈折率層44は、特許請求の範囲の「中間屈折率層」の一具体例に相当する。 The low refractive index layer 42 corresponds to a specific example of “low refractive index layer” in the claims. The high refractive index layer 43 corresponds to a specific example of “high refractive index layer” in the claims. The intermediate refractive index layer 44 corresponds to a specific example of “intermediate refractive index layer” in the claims.

下地層41は、後端面S2に対して悪影響を及ぼすことのない安定性の高い材料で構成されており、例えば、Al23で構成されている。下地層41の屈折率は、例えば、低屈折率層42の屈折率と高屈折率層43の屈折率との間の値となっている。下地層41の光学膜厚は、当該下地層41および当該下地層41に接する低屈折率層42の合計の光学膜厚がλC/4となるように調整された厚さとなっている。ここで、λCは、λAよりも大きく、λBよりも小さい波長であり、例えば、(λA+λB)/2である。 The underlayer 41 is made of a highly stable material that does not adversely affect the rear end surface S2, and is made of, for example, Al 2 O 3 . The refractive index of the base layer 41 is, for example, a value between the refractive index of the low refractive index layer 42 and the refractive index of the high refractive index layer 43. The optical film thickness of the underlayer 41 is a thickness adjusted so that the total optical film thickness of the underlayer 41 and the low refractive index layer 42 in contact with the underlayer 41 is λ C / 4. Here, λ C is a wavelength larger than λ A and smaller than λ B , for example, (λ A + λ B ) / 2.

低屈折率層42、高屈折率層43および中間屈折率層44の屈折率と光学膜厚は以下のようになっている。
(下地層41が省略されている場合)
屈折率 光学膜厚
低屈折率層42: nA λC/4
高屈折率層43: nB λC/4
中間屈折率層44: nC λC/4
λA<λC<λB
A<nC<nB
(下地層41が設けられている場合)
屈折率 光学膜厚
下地層41に接する低屈折率層42: nA (λC/4)−(下地層41の光学膜厚)
下地層41に接しない低屈折率層42: nA λC/4
高屈折率層43: nB λC/4
中間屈折率層44: nC λC/4
The refractive index and the optical film thickness of the low refractive index layer 42, the high refractive index layer 43, and the intermediate refractive index layer 44 are as follows.
(When the base layer 41 is omitted)
Refractive index Optical thickness Low refractive index layer 42: n A λ C / 4
High refractive index layer 43: n B λ C / 4
Intermediate refractive index layer 44: n C λ C / 4
λ ACB
n A <n C <n B
(When the base layer 41 is provided)
Refractive index Optical film thickness Low refractive index layer 42 in contact with base layer 41: n AC / 4) − (optical film thickness of base layer 41)
Low refractive index layer 42 not in contact with underlying layer 41: n A λ C / 4
High refractive index layer 43: n B λ C / 4
Intermediate refractive index layer 44: n C λ C / 4

ここで、屈折率nAは、1.4以上1.5未満の値である。屈折率nBは、2.0以上2.5以下の値である。屈折率nCは、1.5以上1.7以下の値である。低屈折率層42は、SiO2膜(屈折率1.45)である。高屈折率層43は、Ta25膜(屈折率2.1)、TiO2膜、ZnO膜、HfO2膜、CeO2膜またはNb2O膜である。中間屈折率層44は、Al23膜(屈折率1.64)またはMgO膜である。 Here, the refractive index n A is a value of 1.4 or more and less than 1.5. The refractive index n B is a value of 2.0 or more and 2.5 or less. The refractive index n C is a value of 1.5 or more and 1.7 or less. The low refractive index layer 42 is a SiO 2 film (refractive index 1.45). The high refractive index layer 43 is a Ta 2 O 5 film (refractive index 2.1), TiO 2 film, ZnO film, HfO 2 film, CeO 2 film or Nb 2 O film. The intermediate refractive index layer 44 is an Al 2 O 3 film (refractive index 1.64) or an MgO film.

図2は、後端面膜40の構成の一例を表したものである。図2には、2つの構成が例示されているが、いずれの例でも、低屈折率層42および高屈折率層43を1組とする層が3組、積層されている場合が例示されている。図2の上段の例では、下地層41がAl23で構成され、低屈折率層42がSiO2膜で構成され、高屈折率層43がTa25膜で構成され、中間屈折率層44がAl23膜で構成されている。一方、図2の下段の例は、図2の上段の例において下地層41が省略されたものである。図2の下段の例では、低屈折率層42が直接、後端面S2に接している。 FIG. 2 shows an example of the configuration of the rear end face film 40. Although two configurations are illustrated in FIG. 2, each example illustrates a case where three layers each including the low refractive index layer 42 and the high refractive index layer 43 are stacked. Yes. In the upper example of FIG. 2, the base layer 41 is made of Al 2 O 3 , the low refractive index layer 42 is made of an SiO 2 film, the high refractive index layer 43 is made of a Ta 2 O 5 film, and intermediate refraction. The rate layer 44 is composed of an Al 2 O 3 film. On the other hand, the lower example in FIG. 2 is obtained by omitting the base layer 41 in the upper example in FIG. In the lower example of FIG. 2, the low refractive index layer 42 is in direct contact with the rear end surface S2.

[製造方法]
このような構成を有する2波長半導体レーザ素子1は、例えば次のようにして製造することができる。
[Production method]
The two-wavelength semiconductor laser device 1 having such a configuration can be manufactured, for example, as follows.

まず、第1素子部20Aのレーザ構造を製造する。そのためには、基板10上の半導体層21Aを、例えば、MOCVD法により形成する。この際、AlGaInP系半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルガリウム(TMG)、トリメチルインジウム(TMIn)、ホスフィン (PH3) を用い、ドナー不純物の原料としては、例えばセレン化水素(H2Se)を用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えばジメチル亜鉛(DMZn)を用いる。   First, the laser structure of the first element unit 20A is manufactured. For this purpose, the semiconductor layer 21A on the substrate 10 is formed by, for example, the MOCVD method. At this time, for example, trimethylaluminum (TMA), trimethylgallium (TMG), trimethylindium (TMIn), and phosphine (PH3) are used as the raw material for the AlGaInP-based semiconductor. For example, hydrogen selenide ( H2Se) is used, and dimethylzinc (DMZn), for example, is used as the acceptor impurity material.

具体的には、まず、基板10上に、n側コンタクト層、n型クラッド層、活性層22A、p型クラッド層およびp型コンタクト層をこの順に積層して半導体層21Aを形成する。続いて、p側コンタクト層およびp型クラッド層を例えばドライエッチング法により細い帯状の凸部となるようにパターンニングし、リッジ部23Aを形成する。   Specifically, first, an n-side contact layer, an n-type cladding layer, an active layer 22A, a p-type cladding layer, and a p-type contact layer are stacked in this order on the substrate 10 to form the semiconductor layer 21A. Subsequently, the p-side contact layer and the p-type cladding layer are patterned, for example, by a dry etching method so as to form a thin band-like convex portion, thereby forming a ridge portion 23A.

次に、第2素子部20Bのレーザ構造を製造する。そのためには、基板10上の半導体層21Bを、例えば、MOCVD法により形成する。この際、GaAs系半導体の原料としては、例えば、TMA、TMG、TMIn、アルシン (AsH3)を用い、ドナー不純物の原料としては、例えばH2Seを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えばDMZnを用いる。   Next, the laser structure of the second element unit 20B is manufactured. For this purpose, the semiconductor layer 21B on the substrate 10 is formed by, for example, the MOCVD method. At this time, for example, TMA, TMG, TMIn, and arsine (AsH3) are used as a GaAs-based semiconductor material, H2Se is used as a donor impurity material, and DMZn is used as an acceptor impurity material, for example.

具体的には、まず、基板10上に、n側コンタクト層、n型クラッド層、活性層22B、p型クラッド層およびp型コンタクト層をこの順に積層して半導体層21Bを形成する。続いて、p側コンタクト層およびp型クラッド層を例えばドライエッチング法により細い帯状の凸部となるようにパターンニングし、リッジ部23Bを形成する。これにより、図1(B)に示したように、基板10上に、第1素子部20Aのレーザ構造と、第2素子部20Bのレーザ構造とが配列される。   Specifically, first, an n-side contact layer, an n-type cladding layer, an active layer 22B, a p-type cladding layer, and a p-type contact layer are stacked in this order on the substrate 10 to form the semiconductor layer 21B. Subsequently, the p-side contact layer and the p-type cladding layer are patterned, for example, by a dry etching method so as to form a thin band-like convex portion, thereby forming a ridge portion 23B. Thereby, as shown in FIG. 1B, the laser structure of the first element unit 20A and the laser structure of the second element unit 20B are arranged on the substrate 10.

次に、リッジ部23A,23Bの上面を含む表面上に絶縁材料、例えばSiNを蒸着またはスパッタリングにより形成したのち、絶縁材料のうちリッジ部23A,23Bの上面に対応する領域をエッチングにより除去する。これにより、絶縁層25が形成される。   Next, after an insulating material such as SiN is formed on the surface including the upper surfaces of the ridge portions 23A and 23B by vapor deposition or sputtering, regions of the insulating material corresponding to the upper surfaces of the ridge portions 23A and 23B are removed by etching. Thereby, the insulating layer 25 is formed.

次に、図1(A),(B)に示したように、リッジ部23Aのp側コンタクト層の表面から絶縁層25の表面までの連続した表面上に上部電極26Aを形成する。さらに、リッジ部23Bのp側コンタクト層の表面から絶縁層25の表面までの連続した表面上に上部電極26Bを形成する。また、基板10の裏面に下部電極27を形成する。   Next, as shown in FIGS. 1A and 1B, the upper electrode 26A is formed on the continuous surface from the surface of the p-side contact layer to the surface of the insulating layer 25 of the ridge portion 23A. Further, the upper electrode 26B is formed on the continuous surface from the surface of the p-side contact layer of the ridge portion 23B to the surface of the insulating layer 25. Further, the lower electrode 27 is formed on the back surface of the substrate 10.

次に、リッジ部23A,23Bの延在方向と垂直な面でへき開して前端面S1および後端面S2を形成したのち、前端面S1に前端面膜30を一括形成するとともに後端面S2に後端面膜40を一括形成する。このようにして、本実施の形態の2波長半導体レーザ素子1が製造される。   Next, the front end face S1 and the rear end face S2 are cleaved along a plane perpendicular to the extending direction of the ridge portions 23A and 23B, and then the front end face film 30 is formed on the front end face S1 and the rear end face S2 is rear end. The face film 40 is formed at once. In this way, the two-wavelength semiconductor laser device 1 of the present embodiment is manufactured.

[作用、効果]
次に、本実施の形態の2波長半導体レーザ素子1の作用および効果について説明する。
[Action, effect]
Next, the operation and effect of the two-wavelength semiconductor laser device 1 of the present embodiment will be described.

本実施の形態の2波長半導体レーザ素子1では、上部電極26A,26Bと下部電極27との間に所定の電圧が印加されると、活性層22A,22Bに電流が注入され、電子−正孔再結合によって発光が生じる。それぞれの活性層22A,22Bで発光した光は、前端面膜30および後端面膜40によって反射されてレーザ発振し、前端面膜30のうち第1素子部20A側から波長650nmのレーザ光が、前端面膜30のうち第2素子部20B側から波長790nmのレーザ光がそれぞれ外部に射出される。このように、第1素子部20Aおよび第2素子部20Bから、互いに異なる波長のレーザ光が出射される。   In the two-wavelength semiconductor laser device 1 of the present embodiment, when a predetermined voltage is applied between the upper electrodes 26A and 26B and the lower electrode 27, current is injected into the active layers 22A and 22B, and electron-holes are injected. Luminescence occurs due to recombination. The light emitted from each of the active layers 22A and 22B is reflected by the front end face film 30 and the rear end face film 40 to cause laser oscillation, and laser light having a wavelength of 650 nm from the first element portion 20A side of the front end face film 30 is converted into the front end face film. 30, laser light having a wavelength of 790 nm is emitted to the outside from the second element portion 20B side. In this way, laser beams having different wavelengths are emitted from the first element unit 20A and the second element unit 20B.

ところで、光ディスクの再生に用いられる多波長レーザ素子では、前端面から出射される光出力を調整するため、後端面からの出射光をフォトダイオードによって電流に変換しモニターしており、このモニター電流は、後端面の反射率に大きく依存する。一方で、レーザ素子は温度変化に伴って、波長が変動するため、この後端面側の反射率の波長に対する変動量が大きければ大きいほど、素子の温度変化に対するモニター電流の変化が大きくなってしまう。   By the way, in the multi-wavelength laser element used for reproducing the optical disk, in order to adjust the light output emitted from the front end face, the light emitted from the rear end face is converted into a current by a photodiode and monitored. It largely depends on the reflectance of the rear end face. On the other hand, since the wavelength of the laser element varies with a change in temperature, the larger the amount of change of the reflectance on the rear end face with respect to the wavelength, the larger the change in the monitor current with respect to the temperature change of the element. .

そこで、従来から、波長変化に対する高反射膜の反射率の変動量をできるだけ小さくするために、高反射膜の材料として、低屈折率層と高屈折率層との屈折率差が大きくなる材料が用いられてきた。例えば、低屈折率層の材料としてAl23(屈折率1.64)が用いられ、高屈折率層の材料としてSi(屈折率3.3)が用いられている。なお、このときの高反射膜の反射率は、例えば、図3に示したようなプロファイルとなっている。 Therefore, conventionally, in order to minimize the fluctuation amount of the reflectance of the high reflection film with respect to the wavelength change, as a material of the high reflection film, there is a material in which the refractive index difference between the low refractive index layer and the high refractive index layer is large. Has been used. For example, Al 2 O 3 (refractive index 1.64) is used as the material for the low refractive index layer, and Si (refractive index 3.3) is used as the material for the high refractive index layer. Note that the reflectivity of the highly reflective film at this time has a profile as shown in FIG. 3, for example.

しかし、Siのような屈折率が3.0を超える材料では、発振波長650nmにおける光吸収が大きく、膜損傷が発生する。そのため、CODやESDなどの端面劣化が生じ易い。そこで、Siの代わりに、光吸収の少ないTa25(屈折率2.1)を用い、屈折率差を大きくするためにAl23の代わりに、SiO2を用いることが考えられる。しかし、このようにした場合には、例えば、図4に示したように、高反射膜の反射率の波長変化に対する変動量が図3における変動量よりも大きくなってしまい、レーザ素子の温度変化に伴うモニター電流の変動が大きくなるという問題があった。 However, in a material having a refractive index exceeding 3.0, such as Si, light absorption at an oscillation wavelength of 650 nm is large, and film damage occurs. Therefore, end face deterioration such as COD and ESD is likely to occur. Therefore, it is conceivable to use Ta 2 O 5 (refractive index 2.1) with little light absorption instead of Si, and use SiO 2 instead of Al 2 O 3 in order to increase the refractive index difference. However, in this case, for example, as shown in FIG. 4, the amount of variation of the reflectance of the highly reflective film with respect to the wavelength variation becomes larger than the amount of variation in FIG. There was a problem that the fluctuation of the monitor current accompanying the increase.

また、特許文献1,2では、図5に示したように、1層目にAl23を、2層目にTa25を、3層目にSiO2を、4層目にTa25を、5層目にSiO2を、6層目にTa25を、7層目にSiO2を、8層目にTa25を用いることが提案されている。なお、図5の例では、1層目から7層目までの光学膜厚はλ/4となっており、8層目の光学膜厚だけがλ/2となっている。しかし、このようにした場合には、例えば、図6に示したように、高反射膜の反射率の波長変化に対する変動量が依然として大きく、レーザ素子の温度変化に伴うモニター電流の変動が大きくなるという問題があった。 In Patent Documents 1 and 2, as shown in FIG. 5, Al 2 O 3 is formed in the first layer, Ta 2 O 5 is formed in the second layer, SiO 2 is formed in the third layer, and Ta 2 is formed in the fourth layer. the 2 O 5, the SiO 2 in the fifth layer, the Ta 2 O 5 to 6 th layer, the SiO 2 in the seventh layer, it has been proposed to use Ta 2 O 5 in the eighth layer. In the example of FIG. 5, the optical film thickness from the first layer to the seventh layer is λ / 4, and only the optical film thickness of the eighth layer is λ / 2. However, in this case, for example, as shown in FIG. 6, the amount of fluctuation of the reflectance of the highly reflective film with respect to the wavelength change is still large, and the fluctuation of the monitor current accompanying the temperature change of the laser element becomes large. There was a problem.

一方、本実施の形態では、後端面S2に低屈折率層42と高屈折率層43が交互に積層された層の表面に、低屈折率層42の屈折率nAと高屈折率層43の屈折率nBの間の屈折率nCを有する中間屈折率層44が形成されている。さらに、下地層41が省略されている場合には、これらの光学膜厚がλC/4となっている。また、下地層41が設けられている場合には、下地層41に接しない低屈折率層42と、高屈折率層43と、中間屈折率層44とにおいて、それぞれの光学膜厚がλC/4となっており、下地層41に接する低屈折率層42の光学膜厚が(λC/4)−(下地層41の光学膜厚)となっている。これにより、例えば、図7に示したように、発振波長λA,λBを含む波長帯での後端面膜40の反射率の波長変化を図4、図6の反射率の波長変化よりも平坦化することができる。その結果、レーザ素子の温度変化に伴うモニター電流の変動を低減することができる。さらに、本実施の形態では、後端面膜40はSi膜を含んでいないので、Si膜の光吸収に起因する端面劣化は発生しない。以上のことから、本実施の形態では、端面劣化の発生を抑制しつつ、素子の温度変化に伴うモニター電流変化を抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, the refractive index n A of the low refractive index layer 42 and the high refractive index layer 43 are formed on the surface of the layer in which the low refractive index layers 42 and the high refractive index layers 43 are alternately stacked on the rear end surface S2. An intermediate refractive index layer 44 having a refractive index n C between these refractive indexes n B is formed. Further, when the base layer 41 is omitted, these optical film thicknesses are λ C / 4. When the base layer 41 is provided, the optical film thickness of each of the low refractive index layer 42, the high refractive index layer 43, and the intermediate refractive index layer 44 that is not in contact with the base layer 41 is λ C. / 4, and the optical film thickness of the low refractive index layer 42 in contact with the base layer 41 is (λ C / 4) − (the optical film thickness of the base layer 41). Thereby, for example, as shown in FIG. 7, the change in the wavelength of the reflectance of the rear end face film 40 in the wavelength band including the oscillation wavelengths λ A and λ B is made larger than the change in the wavelength of the reflectivity in FIGS. It can be flattened. As a result, it is possible to reduce the fluctuation of the monitor current accompanying the temperature change of the laser element. Furthermore, in the present embodiment, the rear end face film 40 does not include a Si film, and therefore, end face deterioration due to light absorption of the Si film does not occur. From the above, in the present embodiment, it is possible to suppress a change in the monitor current accompanying a temperature change of the element while suppressing the occurrence of end face deterioration.

また、本実施の形態では、後端面膜40は、上記したように後端面S2に一括形成された単一の構成を有するものであり、レーザ光が出射される部位に応じて材料や、膜厚、層構造などが調整された複数の構成を有するものではない。これにより、少ないプロセスステップで後端面膜40を形成することができるので、2波長半導体レーザ素子1を安価に製造することができる。   Further, in the present embodiment, the rear end face film 40 has a single configuration formed in a lump on the rear end face S2 as described above, and the material or film depending on the portion from which the laser light is emitted. It does not have a plurality of structures in which the thickness, layer structure, etc. are adjusted. As a result, the rear end face film 40 can be formed with a small number of process steps, so that the two-wavelength semiconductor laser device 1 can be manufactured at low cost.

<2.変形例>
(第1変形例)
上記実施の形態では、第1素子部20Aの発振波長λAが650nm帯となっており、第2素子部20Bの発振波長λBが790nm帯となっていたが、第1素子部20Aおよび第2素子部20Bの発振波長λA,λBが上記とは異なる波長帯となっていてもよい。ただし、発振波長λA,λBは、後端面膜40に含まれる各層の光学膜厚λC/4を調整することにより、発振波長λA,λBを含む波長帯での後端面膜40の反射率を平坦化することができる範囲内となっていることが必要である。実際に、出願人は、発振波長λA,λBが300nm以上900nm以下となっていれば、発振波長λA,λBを含む波長帯での後端面膜40の反射率を均一にすることができることを確認している。
<2. Modification>
(First modification)
In the above embodiment, the oscillation wavelength λ A of the first element unit 20A is in the 650 nm band, and the oscillation wavelength λ B of the second element unit 20B is in the 790 nm band. The oscillation wavelengths λ A and λ B of the two-element unit 20B may be different from the above. However, the oscillation wavelengths λ A and λ B are adjusted by adjusting the optical film thickness λ C / 4 of each layer included in the rear end face film 40, thereby adjusting the rear end face film 40 in the wavelength band including the oscillation wavelengths λ A and λ B. It is necessary that the reflectance is within a range where the reflectance can be flattened. Indeed, the applicant, the oscillation wavelength lambda A, lambda if B is sufficient that the 300nm or 900nm or less, to a uniform reflectivity of the rear end face film 40 at a wavelength band including an oscillation wavelength lambda A, the lambda B Confirm that you can.

なお、原理的には、発振波長λA,λBを900nmよりも大きくした場合であっても、λAおよびλBを含む波長帯での後端面膜40の反射率を平坦化することができる。また、後端面膜40に含まれる各層の光学膜厚λC/4が厚くなるにつれて、後端面膜40の反射率が平坦となる波長帯の幅が広くなる。従って、後端面膜40に含まれる各層の光学膜厚λC/4を厚くなるにつれて、発振波長λA,λBの波長差を大きくすることが可能である。 In principle, even when the oscillation wavelengths λ A and λ B are larger than 900 nm, the reflectance of the rear end face film 40 in the wavelength band including λ A and λ B can be flattened. it can. Further, as the optical film thickness λ C / 4 of each layer included in the rear end face film 40 increases, the width of the wavelength band in which the reflectivity of the rear end face film 40 becomes flat becomes wider. Accordingly, the wavelength difference between the oscillation wavelengths λ A and λ B can be increased as the optical film thickness λ C / 4 of each layer included in the rear end face film 40 is increased.

(第2変形例)
上記実施の形態では、低屈折率層42が単層で構成されていたが、複数の層で構成されていてもよい。例えば、図8に示したように、低屈折率層42が、屈折率がnAの第1屈折率層42Aと、屈折率がnCの第2屈折率層42Bとを後端面S2側から積層してなる積層体となっていてもよい。下地層41が省略されている場合には、第1屈折率層42Aおよび第2屈折率層42Bの合計の光学膜厚は、λC/4となっている。なお、下地層41が省略されている場合、後端面S2に最も近い第1屈折率層42Aが後端面S2に接している。また、下地層41が設けられている場合には、下地層41に接しない低屈折率層42において、第1屈折率層42Aおよび第2屈折率層42Bの合計の光学膜厚は、λC/4となっており、下地層41に接する低屈折率層42においては、第1屈折率層42Aおよび第2屈折率層42Bの合計の光学膜厚が(λC/4)−(下地層41の光学膜厚)となっている。このとき、第1屈折率層42AがSiO2膜で構成され、第2屈折率層42BがAl23膜またはMgO膜で構成されている。例えば、図9の上段および下段に例示したように、第1屈折率層42AがSiO2膜で構成され、第2屈折率層42BがAl23膜で構成されていてもよい。また、例えば、図10の上段および下段に例示したように、第1屈折率層42AがAl23膜で構成され、第2屈折率層42BがTa25膜で構成されていてもよい。
(Second modification)
In the above embodiment, the low refractive index layer 42 is composed of a single layer, but may be composed of a plurality of layers. For example, as shown in FIG. 8, the low refractive index layer 42 includes a first refractive index layer 42A having a refractive index n A and a second refractive index layer 42B having a refractive index n C from the rear end face S2 side. It may be a laminated body formed by laminating. When the base layer 41 is omitted, the total optical film thickness of the first refractive index layer 42A and the second refractive index layer 42B is λ C / 4. When the base layer 41 is omitted, the first refractive index layer 42A closest to the rear end surface S2 is in contact with the rear end surface S2. When the base layer 41 is provided, the total optical film thickness of the first refractive index layer 42A and the second refractive index layer 42B in the low refractive index layer 42 not in contact with the base layer 41 is λ C In the low refractive index layer 42 in contact with the foundation layer 41, the total optical film thickness of the first refractive index layer 42A and the second refractive index layer 42B is (λ C / 4) − (underlayer). 41). At this time, the first refractive index layer 42A is composed of an SiO 2 film, and the second refractive index layer 42B is composed of an Al 2 O 3 film or an MgO film. For example, as illustrated in the upper and lower stages of FIG. 9, the first refractive index layer 42A may be composed of a SiO 2 film, and the second refractive index layer 42B may be composed of an Al 2 O 3 film. Further, for example, as illustrated in the upper and lower stages of FIG. 10, the first refractive index layer 42A may be composed of an Al 2 O 3 film, and the second refractive index layer 42B may be composed of a Ta 2 O 5 film. Good.

後端面膜40がこのような構成となっている場合であっても、上記実施の形態と同様、発振波長λA,λBを含む波長帯での後端面膜40の反射率の波長変化を図4、図6の反射率の波長変化よりも平坦化することができる。その結果、レーザ素子の温度変化に伴うモニター電流の変動を低減することができる。さらに、本変形例でも、後端面膜40はSi膜を含んでいないので、Si膜の光吸収に起因する端面劣化は発生しない。以上のことから、本変形例でも、端面劣化の発生を抑制しつつ、素子の温度変化に伴うモニター電流変化を抑制することができる。 Even in the case where the rear end face film 40 has such a configuration, the wavelength change of the reflectance of the rear end face film 40 in the wavelength band including the oscillation wavelengths λ A and λ B is changed as in the above embodiment. It can be flattened rather than the wavelength change of the reflectance in FIGS. As a result, it is possible to reduce the fluctuation of the monitor current accompanying the temperature change of the laser element. Further, in this modification as well, the rear end face film 40 does not include the Si film, so that end face deterioration due to light absorption of the Si film does not occur. From the above, also in this modification, it is possible to suppress the monitor current change accompanying the temperature change of the element while suppressing the occurrence of the end face deterioration.

(第3変形例)
上記実施の形態において、例えば、図11に示したように、低屈折率層42の代わりに、中間屈折率層45が設けられていてもよい。この場合には、図11に示したように、下地層41を省略することが可能である。なお、以下の説明では、下地層41が省略されており、後端面S2に最も近い中間屈折率層45が後端面S2に接しているものとする。
(Third Modification)
In the above embodiment, for example, as shown in FIG. 11, an intermediate refractive index layer 45 may be provided instead of the low refractive index layer 42. In this case, the base layer 41 can be omitted as shown in FIG. In the following description, it is assumed that the base layer 41 is omitted and the intermediate refractive index layer 45 closest to the rear end surface S2 is in contact with the rear end surface S2.

なお、本変形例において、中間屈折率層45は、特許請求の範囲の「第1低屈折率層」の一具体例に相当する。高屈折率層43は、特許請求の範囲の「高屈折率層」の一具体例に相当する。中間屈折率層44は、特許請求の範囲の「第2低屈折率層」の一具体例に相当する。 In the present modification, the intermediate refractive index layer 45 corresponds to a specific example of “first low refractive index layer” in the claims. The high refractive index layer 43 corresponds to a specific example of “high refractive index layer” in the claims. The intermediate refractive index layer 44 corresponds to a specific example of “second low refractive index layer” in the claims.

中間屈折率層45、高屈折率層43および中間屈折率層44の屈折率と光学膜厚は以下のようになっている。
屈折率 光学膜厚
中間屈折率層45: nD λC/4
高屈折率層43: nB λC/4
中間屈折率層44: nC λC/4
D=nC<nB
The refractive index and optical film thickness of the intermediate refractive index layer 45, the high refractive index layer 43, and the intermediate refractive index layer 44 are as follows.
Refractive index Optical thickness Intermediate refractive index layer 45: n D λ C / 4
High refractive index layer 43: n B λ C / 4
Intermediate refractive index layer 44: n C λ C / 4
n D = n C <n B

ここで、屈折率nC,nDはともに、互いに同一となっており、かつ1.5以上1.7以下の値である。屈折率nBは、2.0以上2.5以下の値である。中間屈折率層44,45がともに、互いに同一の材料で構成されており、具体的には、Al23膜またはMgO膜である。高屈折率層43は、Ta25膜、TiO2膜、ZnO膜、HfO2膜、CeO2膜またはNb2O膜である。 Here, the refractive indexes n C and n D are both the same and have a value of 1.5 or more and 1.7 or less. The refractive index n B is a value of 2.0 or more and 2.5 or less. The intermediate refractive index layers 44 and 45 are both made of the same material, specifically, an Al 2 O 3 film or an MgO film. The high refractive index layer 43 is a Ta 2 O 5 film, a TiO 2 film, a ZnO film, an HfO 2 film, a CeO 2 film, or an Nb 2 O film.

図12は、後端面膜40の構成の一例を表したものである。図12には、中間屈折率層45および高屈折率層43を1組とする層が3組、積層されている場合が例示されている。図12の例では、中間屈折率層45がSiO2膜で構成され、高屈折率層43がTa25膜で構成されている。 FIG. 12 shows an example of the configuration of the rear end face film 40. FIG. 12 illustrates a case where three sets of layers each including the intermediate refractive index layer 45 and the high refractive index layer 43 are stacked. In the example of FIG. 12, the intermediate refractive index layer 45 is composed of a SiO 2 film, and the high refractive index layer 43 is composed of a Ta 2 O 5 film.

後端面膜40がこのような構成となっている場合であっても、上記実施の形態と同様、発振波長λA,λBを含む波長帯での後端面膜40の反射率の波長変化を図4、図6の反射率の波長変化よりも平坦化することができる。その結果、レーザ素子の温度変化に伴うモニター電流の変動を低減することができる。さらに、本変形例でも、後端面膜40はSi膜を含んでいないので、Si膜の光吸収に起因する端面劣化は発生しない。以上のことから、本変形例でも、端面劣化の発生を抑制しつつ、素子の温度変化に伴うモニター電流変化を抑制することができる。 Even in the case where the rear end face film 40 has such a configuration, the wavelength change of the reflectance of the rear end face film 40 in the wavelength band including the oscillation wavelengths λ A and λ B is changed as in the above embodiment. It can be flattened rather than the wavelength change of the reflectance in FIGS. As a result, it is possible to reduce the fluctuation of the monitor current accompanying the temperature change of the laser element. Further, in this modification as well, the rear end face film 40 does not include the Si film, so that end face deterioration due to light absorption of the Si film does not occur. From the above, also in this modification, it is possible to suppress the monitor current change accompanying the temperature change of the element while suppressing the occurrence of the end face deterioration.

以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記の実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。   Although the present technology has been described with the embodiment and the modification, the present technology is not limited to the above-described embodiment and the like, and various modifications can be made.

例えば、上記実施の形態および変形例において、p型、n型の導電型が上記の記載とは反対になっていてもよい。また、上記実施の形態および変形例では、本技術を2波長半導体レーザ素子に適用した場合についての説明がなされていたが、3波長以上の半導体レーザ素子に適用することももちろん可能である。   For example, in the above-described embodiments and modifications, p-type and n-type conductivity types may be opposite to those described above. In the above-described embodiment and modification, the case where the present technology is applied to a two-wavelength semiconductor laser element has been described, but it is naturally possible to apply the present technique to a semiconductor laser element having three or more wavelengths.

また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
(1)
基板上にモノリシックに形成された第1素子部および第2素子部と、
前記第1素子部および前記第2素子部のそれぞれの後端面に一括形成された後端面膜と
を備え、
前記第1素子部は、発振波長がλ1の発光素子部であり、
前記第2素子部は、発振波長がλ2(λ1<λ2)の発光素子部であり、
前記後端面膜は、屈折率がn1の低屈折率層と屈折率がn3(n1<n3)の高屈折率層の組み合わせを1組とする層がN組(N≧2)積層された層と、屈折率がn2(n1<n2<n3)の中間屈折率層とを後端面側から順に含んでおり、かつSi膜とは異なる膜で構成され、
前記低屈折率層、前記高屈折率層および前記中間屈折率層の光学膜厚は、λ1とλ2の間の波長をλ3としたときに、λ3/4となっている
多波長半導体レーザ素子。
(2)
屈折率n1は、1.4以上1.5未満の値であり、
屈折率n2は、1.5以上1.7以下の値であり、
屈折率n3は、2.0以上2.5以下の値である
(1)に記載の多波長半導体レーザ素子。
(3)
前記低屈折率層は、SiO2層であり、
前記高屈折率層は、Ta25層、TiO2層、ZnO層、HfO2層、CeO2層またはNb2O膜であり、
前記中間屈折率層は、Al23層またはMgO層である
(2)に記載の多波長半導体レーザ素子。
(4)
前記低屈折率層は、SiO2層と、Al23層またはMgO層とが積層されたものであり、
前記高屈折率層は、Ta25層、TiO2層、ZnO層、HfO2層、CeO2層またはNb2O層であり、
前記中間屈折率層は、Al23層またはMgO層である
(2)に記載の多波長半導体レーザ素子。
(5)
前記後端面に最も近い前記低屈折率層は、前記後端面に接している
(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の多波長半導体レーザ素子。
(6)
前記後端面膜は、前記後端面と前記後端面に最も近い低屈折率層との間に、屈折率がn4(n1<n4<n3)の下地層と、屈折率がn1の第2低屈折率層と、屈折率がn3の第2高屈折率層とを前記後端面側から順に含み、
前記第2高屈折率層の光学膜厚は、λ3/4となっており、
前記第2低屈折率層の光学膜厚は、(λ3/4)−(前記下地層の光学膜厚)となっており、
前記下地層の光学膜厚は、当該下地層および前記第2低屈折率層の合計の光学膜厚がλ3/4となるように調整された厚さとなっている
(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の多波長半導体レーザ素子。
(7)
基板上にモノリシックに形成された第1素子部および第2素子部と、
前記第1素子部および前記第2素子部のそれぞれの後端面に一括形成された後端面膜と
を備え、
前記第1素子部は、発振波長がλ1の発光素子部であり、
前記第2素子部は、発振波長がλ2(λ1<λ2)の発光素子部であり、
前記後端面膜は、屈折率がn1の第1低屈折率層と屈折率がn3(n1<n3)の高屈折率層の組み合わせを1組とする層をN組(N≧2)積層させたものと、屈折率がn1の第2低屈折率層とを後端面側から順に含んでおり、かつSi膜とは異なる膜で構成され、
前記第1低屈折率層、前記高屈折率層および前記第2低屈折率層の光学膜厚は、λ1とλ2の間の波長をλ3としたときに、λ3/4となっている
多波長半導体レーザ素子。
(8)
屈折率n1は、1.5以上1.7以下の値であり、
屈折率n3は、2.0以上2.5以下の値であり、
(7)に記載の多波長半導体レーザ素子。
(9)
前記第1低屈折率層および前記第2低屈折率層はともに、Al23層またはMgO層であり、
前記高屈折率層は、Ta25層、TiO2層、ZnO層、HfO2層、CeO2層またはNb2O層である
(8)に記載の多波長半導体レーザ素子。
(10)
前記後端面に最も近い第1低屈折率層は、前記後端面に接している
(7)に記載の多波長半導体レーザ素子。
For example, this technique can take the following composition.
(1)
A first element part and a second element part monolithically formed on the substrate;
A rear end face film formed on the rear end face of each of the first element part and the second element part,
The first element portion is a light emitting element portion having an oscillation wavelength of λ 1
The second element part is a light emitting element part having an oscillation wavelength of λ 212 ),
The rear end face film is composed of N pairs (N ≧ 2) in which a combination of a low refractive index layer having a refractive index n 1 and a high refractive index layer having a refractive index n 3 (n 1 <n 3 ) is one set. It includes a stacked layer and an intermediate refractive index layer having a refractive index of n 2 (n 1 <n 2 <n 3 ) in order from the rear end face side, and is composed of a film different from the Si film,
The low refractive index layer, the optical thickness of the high refractive index layer and the intermediate refractive index layer, a wavelength of between lambda 1 and lambda 2 when the λ 3, λ 3/4 and going on multiwavelength Semiconductor laser element.
(2)
The refractive index n 1 is a value of 1.4 or more and less than 1.5,
The refractive index n 2 is a value of 1.5 or more and 1.7 or less,
Multi-wavelength semiconductor laser device according to the refractive index n 3 is 2.0 to 2.5 of the value (1).
(3)
The low refractive index layer is a SiO 2 layer,
The high refractive index layer is a Ta 2 O 5 layer, a TiO 2 layer, a ZnO layer, an HfO 2 layer, a CeO 2 layer or an Nb 2 O film,
The multi-wavelength semiconductor laser device according to (2), wherein the intermediate refractive index layer is an Al 2 O 3 layer or an MgO layer.
(4)
The low refractive index layer is a laminate of an SiO 2 layer and an Al 2 O 3 layer or an MgO layer,
The high refractive index layer is a Ta 2 O 5 layer, a TiO 2 layer, a ZnO layer, an HfO 2 layer, a CeO 2 layer or an Nb 2 O layer,
The multi-wavelength semiconductor laser device according to (2), wherein the intermediate refractive index layer is an Al 2 O 3 layer or an MgO layer.
(5)
The multi-wavelength semiconductor laser device according to any one of (1) to (4), wherein the low refractive index layer closest to the rear end surface is in contact with the rear end surface.
(6)
The rear end face film has a refractive index n 4 (n 1 <n 4 <n 3 ) and a refractive index n 1 between the rear end face and the low refractive index layer closest to the rear end face. A second low refractive index layer and a second high refractive index layer having a refractive index of n 3 in order from the rear end face side,
Optical film thickness of the second high refractive index layer is a lambda 3/4,
Optical film thickness of the second low refractive index layer, (lambda 3/4) - has a (optical film thickness of the underlying layer),
The optical thickness of the underlayer is to optical total thickness of the undercoat layer and the second low refractive index layer is (is 1) to a thickness which is adjusted so that the lambda 3/4 (4) The multiwavelength semiconductor laser device according to any one of the above.
(7)
A first element part and a second element part monolithically formed on the substrate;
A rear end face film formed on the rear end face of each of the first element part and the second element part,
The first element portion is a light emitting element portion having an oscillation wavelength of λ 1
The second element part is a light emitting element part having an oscillation wavelength of λ 212 ),
The rear end face film is composed of N sets (N ≧ N ≧) of a combination of a first low refractive index layer having a refractive index n 1 and a high refractive index layer having a refractive index n 3 (n 1 <n 3 ). 2) It includes a laminated layer and a second low refractive index layer having a refractive index n 1 in order from the rear end face side, and is composed of a film different from the Si film.
The first low refractive index layer, the optical thickness of the high refractive index layer and the second low refractive index layer, a wavelength of between lambda 1 and lambda 2 when a lambda 3, a lambda 3/4 A multi-wavelength semiconductor laser device.
(8)
The refractive index n 1 is a value of 1.5 or more and 1.7 or less,
The refractive index n 3 is a value of 2.0 or more and 2.5 or less,
The multiwavelength semiconductor laser device according to (7).
(9)
The first low refractive index layer and the second low refractive index layer are both Al 2 O 3 layers or MgO layers,
The multi-wavelength semiconductor laser device according to (8), wherein the high refractive index layer is a Ta 2 O 5 layer, a TiO 2 layer, a ZnO layer, an HfO 2 layer, a CeO 2 layer, or an Nb 2 O layer.
(10)
The multi-wavelength semiconductor laser device according to (7), wherein the first low refractive index layer closest to the rear end surface is in contact with the rear end surface.

1…2波長半導体レーザ素子、10…基板、20A…第1素子部、20B…第2素子部、21A,21B…半導体層、22A,22B……活性層、23A,23B…リッジ部、24A,24B…発光領域、25…絶縁層、26A,26B…上部電極、27…下部電極、30…前端面膜、40…後端面膜、41…下地層、42…低屈折率層、43…高屈折率層、44,45…中間屈折率層、S1…前端面、S2…後端面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 2 wavelength semiconductor laser element, 10 ... Board | substrate, 20A ... 1st element part, 20B ... 2nd element part, 21A, 21B ... Semiconductor layer, 22A, 22B ... Active layer, 23A, 23B ... Ridge part, 24A, 24B ... light emitting region, 25 ... insulating layer, 26A, 26B ... upper electrode, 27 ... lower electrode, 30 ... front end face film, 40 ... rear end face film, 41 ... underlayer, 42 ... low refractive index layer, 43 ... high refractive index Layer, 44, 45 ... Intermediate refractive index layer, S1 ... Front end face, S2 ... Rear end face.

Claims (3)

基板上にモノリシックに形成された第1素子部および第2素子部と、
前記第1素子部および前記第2素子部のそれぞれの後端面に一括形成された後端面膜と
を備え、
前記第1素子部は、発振波長がλ1の発光素子部であり、
前記第2素子部は、発振波長がλ2(λ1<λ2)の発光素子部であり、
前記後端面膜は、屈折率がn1の低屈折率層と屈折率がn3(n1<n3)の高屈折率層の組み合わせを1組とする層がN組(N≧2)積層された層と、屈折率がn2(n1<n2<n3)の中間屈折率層とを後端面側から順に含んでおり、かつSi膜とは異なる膜で構成され、
前記低屈折率層、前記高屈折率層および前記中間屈折率層の光学膜厚は、λ1とλ2の間の波長をλ3としたときに、λ3/4となっており、
前記後端面膜は、前記後端面と前記後端面に最も近い低屈折率層との間に、屈折率がn 4 (n 1 <n 4 <n 3 )の下地層と、屈折率がn 1 の第2低屈折率層と、屈折率がn 3 の第2高屈折率層とを前記後端面側から順に含み、
前記第2高屈折率層の光学膜厚は、λ 3 /4となっており、
前記第2低屈折率層の光学膜厚は、(λ 3 /4)−(前記下地層の光学膜厚)となっており、
前記下地層の光学膜厚は、当該下地層および前記第2低屈折率層の合計の光学膜厚がλ 3 /4となるように調整された厚さとなっている
多波長半導体レーザ素子。
A first element part and a second element part monolithically formed on the substrate;
A rear end face film formed on the rear end face of each of the first element part and the second element part,
The first element portion is a light emitting element portion having an oscillation wavelength of λ 1
The second element part is a light emitting element part having an oscillation wavelength of λ 212 ),
The rear end face film is composed of N pairs (N ≧ 2) in which a combination of a low refractive index layer having a refractive index n 1 and a high refractive index layer having a refractive index n 3 (n 1 <n 3 ) is one set. It includes a stacked layer and an intermediate refractive index layer having a refractive index of n 2 (n 1 <n 2 <n 3 ) in order from the rear end face side, and is composed of a film different from the Si film,
The low refractive index layer, the optical thickness of the high refractive index layer and the intermediate refractive index layer, a wavelength of between lambda 1 and lambda 2 when a lambda 3, has a lambda 3/4,
The rear end face film has a refractive index n 4 (n 1 <n 4 <n 3 ) and a refractive index n 1 between the rear end face and the low refractive index layer closest to the rear end face. A second low refractive index layer and a second high refractive index layer having a refractive index of n 3 in order from the rear end face side,
Optical film thickness of the second high refractive index layer is a lambda 3/4,
Optical film thickness of the second low refractive index layer, (lambda 3/4) - has a (optical film thickness of the underlying layer),
The optical thickness of the underlayer is a multi-wavelength semiconductor laser device has a thickness that the optical thickness of the sum of the base layer and the second low refractive index layer is adjusted to be λ 3/4.
屈折率n1は、1.4以上1.5未満の値であり、
屈折率n2は、1.5以上1.7以下の値であり、
屈折率n3は、2.0以上2.5以下の値である
請求項1に記載の多波長半導体レーザ素子。
The refractive index n 1 is a value of 1.4 or more and less than 1.5,
The refractive index n 2 is a value of 1.5 or more and 1.7 or less,
The multi-wavelength semiconductor laser device according to claim 1, wherein the refractive index n 3 is a value of 2.0 or more and 2.5 or less.
前記低屈折率層は、SiO2層であり、
前記高屈折率層は、Ta25層、TiO2層、ZnO層、HfO2層、CeO2層またはNb 2 5 膜であり、
前記中間屈折率層は、Al23層またはMgO層である
請求項2に記載の多波長半導体レーザ素子。
The low refractive index layer is a SiO 2 layer,
The high refractive index layer is a Ta 2 O 5 layer, a TiO 2 layer, a ZnO layer, an HfO 2 layer, a CeO 2 layer or an Nb 2 O 5 film,
The multiwavelength semiconductor laser device according to claim 2, wherein the intermediate refractive index layer is an Al 2 O 3 layer or an MgO layer.
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